کتاب آموزش کاربردی مدلسازی جریان و رسوب در HEC-RAS

سرفصل ها

فصل اول: مقدمه

• ۱-۱ تاریخچه علم رسوب
• ۱-۲ هیدرولیك انتقال رسوب
• ۱-۳ مدلسازی رودخانه
• ۱-۳-۱ ضرورت مدلسازی
• ۱-۳-۲ اهداف مدلسازی
• ۱-۳-۲-۱ پدیده‌های عمومی
• ۱-۳-۲-۲ پدیده‌های موضعی
• ۱-۳-۲-۳ روندیابی سیلاب
• ۱-۳-۲-۴ اثر الگوی جریان رودخانه بر محیط اطراف در شرایط مختلف جریان
• ۱-۳-۲-۵ اثر آبشستگی و رسوبگذاری در رودخانه و اطراف سازه‌های هیدرولیکی‌
• ۱-۳-۲-۶ اثر الگوی جریان رودخانه و سازه‌های هیدرولیكی بر روی ریخت‌شناسی رودخانه
• ۱-۳-۲-۷ مسایل زیست‌محیطی و كیفیت آب در رودخانه
• ۱-۴ معیارهای انتخاب مدل مناسب
• ۱-۴-۱ معرفی مدلHEC-RAS
• ۱-۵ ساختار كتاب

فصل دوم: مدلسازی یك‌بعدی جریان

• ۲-۱ مقدمه
• ۲-۲ گام اول: تعریف پروژه
• ۲-۳ گام دوم: وارد نمودن اطلاعات مقاطع عرضی
• ۲-۳-۱ ترسیم مسیر اصلی رودخانه
• ۲-۳-۲ منوی EDIT
• ۲-۳-۲-۱ ابزار ویرایش عناوین و نقاط
• ۲-۳-۲-۲ ابزار ویرایش خطوط و متون
• ۲-۳-۳ منوی VIEW
• ۲-۳-۴ نمایش تصاویر پیش‌‌زمینه (BACKGROUND PICTURES)
• ۲-۳-۵ دادههای مقاطع عرضی
• ۲-۳-۵-۱ وارد نمودن اطلاعات مقاطع عرضی در مدل HEC-RAS
• اطلاعات موردنیاز هر مقطع عرضی

معرفی منوی Options:

• ۲-۴ گام سوم: وارد نمودن داده‌های جریان
• ۲-۵ گام چهارم: انجام محاسبات جریان ماندگار
• ۲-۶ گام پنجم: مشاهده و چاپ نتایج
• ۲-۶-۱ نیم‌رخ عرضی سطح آب
• ۲-۶-۲ نیم‌رخ طولی سطح آب
• ۲-۶-۳ ترسیم توزیع سرعت در راستای مقاطع عرضی
• ۲-۶-۴ ترسیم پارامترهای هیدرولیکی جریان در راستای طولی رودخانه
• ۲-۶-۵ ترسیم منحنیهای دبی- اشل برای هر مقطع عرضی
• ۲-۶-۶ ترسیم نمودارهای سه بعدی (X-Y-Z)
• ۲-۶-۷ خروجیهای جدولی
• ۲-۷ مثال‌های كاربردی
• ۲-۷-۱ مثال ۱: مدلسازی نیم‌رخ سطح آب در کانال
• ۲-۷-۲ مثال ۲: مدلسازی نیم‌رخ سطح آب در محل پل

فصل سوم: توابع طراحی كانال پایدار

• ۳-۱ مقدمه
• ۳-۲ راهنمای کلی مدلسازی
• ۳-۳ محاسبات جریان یکنواخت
• ۳-۳-۱ محاسبه شیب، دبی یا ارتفاع سطح آب
• ۳-۳-۲ محاسبه عرض كف
• ۳-۳-۳ كاربرد داده‌های جریان یکنواخت در فایل هندسی
• ۳-۳-۴ ذخیره داده‌های جریان یکنواخت
• ۳-۴ طراحی کانال پایدار
• ۳-۴-۱ روش كوپلند
• ۳-۴-۲ روش رژیم
• ۳-۴-۳ روش نیروی كششی
• ۳-۵ محاسبه ظرفیت انتقال رسوب
• ترسیم منحنی سنجه رسوب (نمودار/جدول)
• ترسیم نیم‌رخ انتقال رسوب (نمودار/جدول)

فصل چهارم: انجام تحلیل انتقال رسوب

• ۴-۱ مقدمه
• ۴-۲ وارد نمودن داده‌های رسوب
• ۴-۲-۱ شرایط اولیه و پارامترهای انتقال
• ۴-۲-۱-۱ تابع انتقال
• ۴-۲-۱-۲ روش مرتبسازی مصالح بستر
• ۴-۲-۱-۳ روش‌های سرعت سقوط
• ۴-۲-۱-۴ عمق حداکثر و ارتفاع حداقل
• ۴-۲-۱-۵ حدود مقطع عرضی متحرک
• ۴-۲-۱-۶ دانه‌بندی مصالح بستر
• ۴-۲-۲ شرایط مرزی رسوب
• ۴-۲-۲-۱ انتخاب مکان مورد نظر جهت تعریف شرایط مرزی رسوب
• ۴-۲-۲-۲ بار تعادلی
• ۴-۲-۲-۳ منحنی سنجه
• ۴-۲-۲-۴ بارهای نقطهای و بارهای توزیعی
• ۴-۲-۲-۵ گزینه DOWNSTREAM PASS THROUGH BOUNDARY
• ۴-۲-۳-۱ گزینه SET SEDIMENT PROPERTIES
• ۴-۲-۳-۲ گزینه COHESIVE OPTIONS SET
• ۴-۲-۳-۳ گزینه BED CHANGE OPTIONS
• ۴-۲-۳-۴ گزینه CALIBRATE TRANSPORT FUNCTION
• ۴-۲-۳-۵ گزینه USER DEFINED GRAIN CLASSES
• ۴-۲-۳-۶ گزینه OBSERVED DATA

۴-۳ وارد نمودن دادههای جریان شبه غیرماندگار

• ۴-۳-۱ انتخاب شرایط مرزی
• ۴-۳-۱-۱ شرط مرزیFLOW SERIES
• ۴-۳-۱-۲ شرط مرزی LATERAL FLOW SERIES
• ۴-۳-۱-۳ شرط مرزی UNIFORM LATERAL FLOW
• ۴-۳-۱-۴ شرط مرزی GATE TIME SERIES
• ۴-۳-۱-۵ شرط مرزی STAGE TIME SERIES
• ۴-۳-۱-۶ شرط مرزی RATING CURVE
• ۴-۳-۱-۷ شرط مرزی NORMAL DEPTH
• ۴-۳-۲ تنظیم دادههای مربوط به درجه حرارت آب
• ۴-۴ اجرای مدل انتقال رسوب
• ۴-۴-۱ تعریف یک PLAN
• ۴-۴-۲ تنظیم پارامترهای محاسباتی و پیش فرضهای مدل رسوبی
• ۴-۴-۲-۱ گزینه SEDIMENT COMPUTATION OPTIONS AND TOLERANCES
• ۴-۴-۲-۲ گزینه SEDIMENT OUTPUT OPTIONS
• ۴-۴-۲-۳ گزینه لایروبی
• ۴-۴-۲-۴ شیب انرژی انتقال رسوب
• ۴-۴-۲-۵ اجرای مدل رسوبی
• ۴-۵ نمایش نتایج
• ۴-۵-۱ ترسیم نیم‌رخ طولی
• ۴-۵-۲ نمایش سریهای زمانی

فصل پنجم: روش‌های ارزیابی اثر رسوب

• ۵-۱ مقدمه
• ۵-۲ شروع کار
• ۵-۳ تعیین یک بازه رسوبی
• ۵-۴ وارد نمودن دادهها
• ۵-۴-۱ بخش BED MAT’L
• ۵-۴-۲ بخش HYDRO
• ۵-۴-۳ بخش SED PROP
• ۵-۴-۳-۱ تابع انتقال رسوب
• ۵-۴-۳-۲ روش محاسبه سرعت سقوط
• ۵-۴-۳-۳ حداکثر کلاس دانهبندی (قطر) بار شسته
• ۵-۴-۳-۴ وزن مخصوص ذرات
• ۵-۴-۳-۵ غلظت رسوبات ریزدانه
• ۵-۴-۴ بخش SOURCES
• ۵-۴-۵ بخش HYDRAULICS
• ۵-۴-۶ منوی OPTIONS
• ۵-۴-۶-۱ گزینه USER DEFINED PARTICLE SIZES
• ۵-۴-۶-۲ گزینه MULTIPLE TRANSPORT FUNCTIONS BY GRAIN SIZE
• ۵-۴-۶-۳ گزینه REMOVE CROSS SECTIONS FROM SEDIMENT REACH
• ۵-۴-۶-۴ گزینه BUDGET TOLERANCES
• ۵-۴-۷ اجرای برنامه SIAM
• ۵-۴-۸ خروجی مدل SIAM
• ۵-۴-۸-۱ گزینه SEDIMENT TRANSPORT POTENTIAL
• ۵-۴-۸-۲ گزینه SUPPLY AND BALANCE
• ۵-۴-۸-۳ گزینه LOCAL SUPPLY
• ۵-۴-۸-۴ گزینه ANNUAL CAPACITY
• ۵-۴-۸-۵ گزینه‌های WASH MATERIAL و BED MATERIAL
• ۵-۴-۸-۶ گزینه LOCAL BALANCE
• ۵-۴-۸-۷ گزینه NORMALIZED LOCAL BAL
• ۵-۴-۹ کاربردها و محدودیتهای برنامه SIAM

پیوست ۱: استخراج پارامترهای هندسی مدل HEC-RAS با استفاده از الحاقیه HEC-GeoRAS و نرم‌افزار ArcGIS 9.3

• پ۱-۱ مقدمه
• پ۱-۲ تجهیزات موردنیاز کامپیوتر
• پ۱-۳ دادههای موردنیاز
• پ۱-۴ تعریف پروژه و شروع كار
• پ۱-۴-۱ شروع کار با الحاقیه HEC-GEORAS
• پ۱-۴-۲ ایجاد لایههای RAS
• پ۱-۴-۳ ایجاد خط مرکزی رودخانه (STREAM CENTERLINE)
• پ۱-۴-۴ ترسیم خطوط سواحل (BANK LINES)
• پ۱-۴-۵ ترسیم مسیرهای جریان (FLOW PATHS)
• پ۱-۴-۶ ترسیم مقاطع عرضی (XSCUTLINES)
• پ۱-۴-۸ ایجاد سطوح غیر موثر (INEFFECTIVE AREAS)
• پ۱-۴-۹ ایجاد موانع انسدادی (OBSTRUCTIONS)
• پ۱-۴-۱۰ آمادهسازی اطلاعات جهت انتقال به مدل HEC-RAS
• پ۱-۵ وارد نمودن اطلاعات هندسی در مدل HEC-RAS
• پ۱-۵-۱ وارد نمودن دادههای پل

پیوست ۲: مبانی مدلسازی پل‌ها

• پ۲-۱ هیدرولیك پل‌ها
• پ۲-۱-۱ روش معادله انرژی
• پ۲-۱-۲ روش معادله اندازه حرکت
• پ۲-۱-۳ روش تجربی یارنل
• پ۲-۱-۴ روش WSPRO
• پ۲-۲ مقایسه روش‌های مختلف
• پ۲-۲-۱ جریانهای با دبی کم
• پ۲-۲-۲ جریان‌های با دبی بالا
• پ۲-۲-۲-۱ نتیجهگیری کلی در مورد دبیهای بالا
• پ۲-۳ موقعیت قرارگیری مقاطع عرضی در محدوده پل

پیوست ۳: مبانی مدلسازی رسوب در مدل HEC-RAS

• پ۳-۱ توابع محاسبه زبری بستر
• پ۳-۱-۱ معادله مانینگ
• پ۳-۱-۲ معادله کولگان
• پ۳-۱-۳ معادله استریکلر
• پ۳-۱-۴ معادله لیمرینوس
• پ۳-۱-۵ معادله براونلی
• پ۳-۱-۶ روش سرویس حفاظت خاک آمریکا
• پ۳-۱-۷ معیارهای انتخاب معادله مناسب برای تخمین ضریب زبری مانینگ
• پ۳-۲ مبانی طراحی كانال پایدار
• پ۳-۲-۱ روش كوپلند
• پ۳-۲-۲ تئوری رژیم
• پ۳-۲-۳ روش نیروی كششی
• پ۳-۳ توابع انتقال رسوب
• پ۳-۳-۱ روش یانگ
• پ۳-۳-۲ روش انگلوند- هانسن
• پ۳-۳-۳ روش ایکرز- وایت
• پ۳-۳-۴ روش میر- پیتر و مولر
• پ۳-۳-۵ روش توفالتی
• پ۳-۳-۶ روش لارسن
• پ۳-۳-۷ روش ویلكاك
• پ۳-۴ روشهای برآورد سرعت سقوط ذرات
• پ۳-۴-۱ روش توفالتی
• پ۳-۴-۲ روش ون راین
• پ۳-۴-۳ روش روبی
• پ۳-۴-۴ روش گزارش ۱۲

پیوست ۴: ماكروی GRADISTAT

• پ۴-۱ مقدمه
• پ۴-۲ معرفی نرم‌افزار GRADISTAT
• پ۴-۲-۱ روش كار با نرم‌افزار